Dissipazione del calore del modulo ottico: il gel termoconduttivo ad alte prestazioni è la chiave

Nel campo della dissipazione del calore dei moduli ottici, il gel termoconduttivo ad alte prestazioni è diventato un materiale chiave per garantire il funzionamento stabile dei moduli ottici grazie ai suoi tre vantaggi principali: efficace dissipazione del calore, forte adattabilità strutturale e affidabile stabilità a lungo termine. Il modulo ottico integra componenti ad alta densità di potenza come laser, modulatori e fotodiodi, e ci sono numerose superfici microscopiche irregolari nel suo percorso di dissipazione del calore. Il gel termoconduttivo raggiunge un'efficace dissipazione del calore attraverso meccanismi.

Il gel termoconduttivo è realizzato con silicone come materiale di base, riempito con particelle ad alta conducibilità termica come allumina e nitruro di boro, formando una pasta viscosa. La sua fluidità gli consente di riempire con precisione i minuscoli spazi di 0,1-0,5 mm tra i componenti e i dissipatori di calore, eliminando l'aria (la resistenza termica dell'aria è oltre 100 volte quella del grasso siliconico) e creando canali di conduzione del calore continui. Il gel termoconduttivo ha eccellenti proprietà tissotropiche. Sotto pressione, può essere compresso a uno spessore molto sottile mantenendo la stabilità strutturale, evitando l'effetto di pompaggio del grasso siliconico. Il coefficiente di conducibilità termica del gel termoconduttivo varia da 1,5 a 8 W/mK, soddisfacendo i requisiti di diverse densità di potenza. In scenari in cui i moduli ottici si avviano e si arrestano frequentemente o la potenza viene regolata dinamicamente, la viscoelasticità del gel termoconduttivo può adattarsi in tempo reale alla deformazione della sorgente di calore e del dissipatore di calore, mantenendo la stabilità della resistenza termica di contatto. Il gel termoconduttivo può funzionare a lungo in un ambiente che va da -45℃ a 200℃ ed è resistente ai cicli termici.

In scenari di calcolo ad alta densità come i cluster di addestramento AI e i nodi di cloud computing, il consumo energetico dei moduli ottici raggiunge i 15-30 W. Il calore deve essere dissipato rapidamente attraverso il gel termoconduttivo per evitare che il laser superi gli 85℃, il che potrebbe portare al degrado delle prestazioni. Nei radar laser e nei moduli ottici Ethernet di bordo nei veicoli a nuova energia, devono resistere a vibrazioni e impatti. La morbidezza e le proprietà anti-pompaggio del gel termoconduttivo possono mantenere la stabilità della resistenza termica di contatto a lungo termine.